Роль металлургической науки в индустриально-инновационном развитии экономики Казахстана

Во второй половине XX в. в мировой науке в области чёрных металлов был выполнен ряд крупных фундаментальных и прикладных исследований, которые оказали решающее влияние на дальнейшее развитие отрасли.

В области физико-химических основ металлургических процессов производства стали были изучены строение и свойства жидких металлических расплавов, термодинамические активности компонентов, в том числе кислорода, азота, водорода, редких и легирующих элементов. Получила дальнейшее развитие теория строения жидких металлургических шлаков и термодинамических функций взаимодействия компонентов шлаковых растворов. Основополагающие работы были выполнены по изучению механизмов и кинетики реакции в системах: металл - кислород - водород - углерод, металл - сера - углерод - кислород, в том числе реакции на границах раздела фаз с определением главных параметров плавки в условиях высоких температур. Крупные исследования также были выполнены в области вакуумной обработке и жидкой стали инертными газами, редкоземельными элементами и их соединениями синтетическими шлаками, твёрдыми смесями в ковше и при разливке. Были получены новые данные о влиянии скоростей охлаждения на процесс кристаллизации стали в условиях применения машин непрерывного литья заготовок с различными конструкциями кристаллизаторов. Разработаны методы и приборы для непрерывного измерения температуры расплавленных металлов и шлаков в широких диапазонах с непрерывным анализом их химического состава для разработки автоматических систем управления процессами с применением электронно-вычислительных и управляющих машин и др.

Общим итогом этих исследований явились интенсификация и комплексная автоматизация существующих и создание новых высокотехнологических процессов производства стали, которые привели структуру современной чёрной металлургии к кардинальным изменениям. Важным фактором изменения структуры сталеплавильной промышленности является также увеличение доли электростали, которая к 2004 г. достигла 38 % от общего объёма мирового производства стали (более 900 млн). Характерной особенностью развития сталеплавильной промышленности в современных условиях является ликвидация мартеновского способа производства стали в Японии, США, странах Западной Европы, Казахстане и других странах, как нерентабельное. Этот способ еще продолжает сохраняться в России, Украине, Индии, Китае, в некоторых странах Восточной Европы. Однако с истечением определённого времени мартеновский способ производства стали, сыгравший неоценимую роль в развитии прогресса человечества в течение 150 лет, станет фактом истории. Следует отметить, что исходя из требований мирового рынка в области потребления стали, Россия и Украина и ряд других стран в последние годы принимают решительные шаги в направлении реструктуризации и модернизации крупных металлургических комбинатов путём строительства современных электрометаллургических комплексов, обеспечивающих выпуск конкурентоспособной продукции на мировом рынке с низкими издержками производства. В России в ближайшие годы планируется строительство не менее 10 мини-заводов с различной годовой производительностью. Строительство электрометаллургических мини- заводов высокими темпами идёт в странах Юго-Восточной Азии, особенно в Китае. По нашим прогнозам в мире соотношение объёмов производства конверторной стали и электростали к 2015 г. составит примерно 53 и 42 % с уменьшением доли мартеновской стали до 5 % к 2015 г.

Коренные изменения структуры сталеплавильного производства в мире привели также к изменению географии размещения новых металлургических заводов. Последние 10-15 лет в противовес традиционным крупным производителям стали, как США, Япония, Германия, Россия, Украина, Англия, Франция, Италия и т. д., в мире появились новые крупные производители стали в Юго-Восточной Азии как Китай, Южная Корея, Индия, Тайвань, Индонезия и другие, которые вместе с Японией в 2003 г. произвели около 350 млн. т стали в год. Сегодня, Китай по годовому объему производства стали прочно занимает 1-е место в мире, оттеснив на 2-е место Японию, на 3-е - США, на 4-е - Россию, на 5-е - Германию, на 6-е Южную Корею. Изменилось распределение объемов потребления металлопродукции по регионам мира, так, в странах Юго-Восточной Азии, включая Японию, сегодня потребляется более 300 млн. т стали, что является одним из главных причин их бурного экономического роста. Основными потребителями здесь являются Китай, Япония и Южная Корея, которые имеют высокие темпы роста ВВП, особенно в Китае. Потребление стальной продукции в мире к 2008 г. прогнозируется на уровне 860-870 млн. т/год.

Высокими техническими и технологическими преимуществами обладают мини-заводы, работающие по технологии совмещённых процессов литья и горячей прокатки. На этих мини-заводах удельный расход электроэнергии на процессы литья, прокатки и нагрева составляет в среднем 450 мДж/т по сравнению с традиционными процессами - 1600 мДж/т.

Другим достижением науки в последние годы явился кластерный подход к класси­фикации промышленных и других предприятий, в том числе металлургических заводов. Процесс кластеризации, по данным зарубежных ученых [5], предусматривает прежде всего региональное размещение предприятия. На основе системного и кластерного анализов выяв­ляются однотипные группы предприятий, обладающих близкими техническими, технологи­ческими уровнями и номинальной мощностью. Сегодня в мире насчитывается около тысячи электрометаллургических мини-заводов, которые имеют различные уровни автоматизации и управления процессами загрузки шихты, плавки, разливки и прокатки. Исходя из крите­риев производительности и технико-технологического уровня и управления процессами, осу­ществлена классификация электрометаллургических мини-заводов на три группы кластера.

Кластер, объединяющий заводы мощность 40-230 тыс. т/год (микро-заводы), которых характерна стратегия специализации в производстве и фиксация определенного сегмента рынка в регионе.

Характерной особенностью является их высокий технологический уровень производства, обеспеченность полностью системами управления, работающими в реальном режиме. Эти заводы ориентированы как на стратегию фиксации определенного сегмента со специализацией, так и на минимальные издержки производства. Традиционно эти заводы специализируются на крупный региональный рынок, где отсутствуют металлургические заводы. Эти заводы оснащены современным оборудованием, имеют престижный уровень сертификации продукции, что обеспечивает высокий уровень экспорта в регионе. Применительно к Казахстану такими регионами являются южные области республики с прилегающим крупным рынком в Киргизии, Узбекистане, Таджикистане и Китае.

III кластер объединяет мини-заводы мощностью 600-2000 тыс.т/год. Эти заводы, как правило, в основе своей деятельности используют стратегию минимизации издержек имеют несколько технологических линий. К их числу можно отнести мини-заводы, появившиеся в последние годы, оснащенные литейно-прокатными модулями для производства тонкого листа.

Таким образом, при развитии и размещении заводов черной металлургии в Казахстане необходимо исходить из принципа, что мировое кластерное развитие в основе имеет региональный подход, о чем было особо отмечено в работах [7, 8]. Эти работы являются важными ориентирами для создания наукоемких, высокотехнологичных заводов черной металлургии в республике.

Сегодня в Казахстане черная металлургия представлена Карагандинским металлургическим комбинатом полного цикла с годовым объемом производства около 5 млн т. На комбинате в 1998 г. производство сортового проката прекращено и в настоящее время импортируется из России, Украины, Узбекистана и других стран. Объем ежегодного импорта сортовой металлопродукции по данным маркетинговых исследований, составляет до 1 млн т. Только на строительные площадки Астаны и Алматы импорт периодического профиля составляет 150-170 тыс. т. Реализация программы жилищного строительства в республике приведет к дальнейшему росту объема импорта сортового и других видов проката.

В Казахстане в последние Ф-5 лет наблюдается ежегодный рост темпов ВВП. Так, в 2003 г. темп роста ВВП составил 9,2 % при приросте объема промышленного производства - 8,8 %, что свидетельствует о динамичном развитии экономики. Программа «Индустриально-инновационного развития» экономики республики предусматривает высокие темпы роста промышленности путем реализации наукоемких, высокотехнологических проектов. В 2004-2015 гг. для интенсивного развития машиностроения, горно-металлургической, нефтегазовой, химической, энергетической, сельскохозяйственной и всех перерабатывающих отраслей легкой, пищевой и других сфер производства, требуются значительные объемы качественной и легированной стали, как основы конструкционных материалов. Сегодня Казахстан ежегодно импортирует более 2 млн. т прокатной продукции различных профилей.

Значительна потребность в качественных конструкционных машиностроительных сталях, работающих в условиях износа и трения с повышенной прочностью, вязкостью и прокаливаемостью. Республика завозит весь класс нержавеющих, кислотоупорных, жаропрочных, шарикоподшипниковых, рессорно-пружинных, инструментальных и метизных и других сталей. Основная номенклатура металлопродукции из указанных сталей широко используется в качестве арматуры нефтеперерабатывающих установок, конусов насосов, работающих под давлением в горячих нефтяных средах, в аппаратах для азотной и фосфорной кислот и в качестве многих деталей общего, транспортного, химического и сельскохозяйственного машиностроения.

Отсутствие в республике приведенного выше неполного перечня лишь основных групп конструкционных сталей дает основание полагать, что в ближайшие годы это может явиться серьезным тормозом в реализации программы «Индустриально-инновационного развития» экономики Казахстана. Одним из стратегических направлений является создание новой структуры сталеплавильной промышленности Казахстана путем строительства наукоемких высокотехнологичных производств, предназначенных для выпуска высококачественной конкурентоспособной в мировом рынке металлопродукции. Стратегия развития черной металлургии в республике в 2004-2015 гг. должна быть составной частью общей концепции развития этой отрасли в мире и исходить из стратегии развития «Казахстан - 2030». В связи с этим по прямому поручению Президента Республики Казахстан Н.А. Назарбаева и Правительства РК в 1995-1997 гг. под руководством автора этой статьи с участием ведущих специалистов Московского государственного института по проектированию металлургических заводов (Гипромез) выполнена техника экономическая оценка строительства электрометаллургического мини-завода по производству 350 тыс. т/год сортовой металлопродукции из качественных углеродистых, легированных и нержавеющих марок стали. В 1998-2002 гг. закончено технико-экономическое обоснование и осуществлена привязка вышеуказанного завода на площадке ОАО «Химпром» в г. Тараз. Технико-технологические параметры мини-завода, степень управления процессами от загрузки шихты до получения готовой продукции отвечает лучшим мировым аналогам и входит во вторую группу кластеров, объединяющих мини- заводы мощностью от 350-600 тыс. т/год. Технологическая схема завода: 60-тонная дуговая сталеплавильная печь; 60-тонная установка печь-ковш; трех ручьевая криволинейная машина непрерывного литья заготовок непрерывный прокатный стан 350/150 с проволочным блоком. Для производства нержавеющих сталей предусмотрена установка вакуумно-кислородного рафинирования [6].

В качестве сырья предусматривается использование металлолома черных металлов и железорудных окатышей; шлакообразующими служат известняки Каратауских месторождений и бокситы Казахстана; легирующими элементами являются ферросплавы Актюбинского и Аксуйского заводов с импортом других легирующих элементов из России. Продукция электрометаллургического мини-завода предназначена для обеспечения машиностроительных, нефтегазовых, горно-металлургических, строительных, энергетических и других отраслей производства республики. Проект электрометаллургического мини-завода прошел всестороннюю экспертизу и признан по технико-технологическим параметрам, отвечающим лучшим мировым аналогам. В настоящее время в Министерстве индустрии и торговли РК и акимате Жамбылской области принято решение о реализации данного проекта. Строительство и пуск указанного мини-завода будет началом создания в Казахстане нового направления в черной металлургии -электрометаллургических заводов, отвечающих по своим параметрам достижениям мировой металлургической науки и техники.

4.1.Опираясь на тезисный план текст, составьте его реферат-конспект.

4.2.Напишите реферат-доклад (реферативное сообщение) на основе текста реферата-конспекта.

Задание 5. На основе информации текстов «Алмаз» составьте реферат-обзор.

Алмаз

"В мире минералов самим прекрасным является самое про­стое", - эти слово великого Гёте как нельзя точнее выражают суть самого знаменитого, самого ценного из минералов - алмаза. Он состоит из чистого углерода, как и его "неблагородный" родственник - обыкновенный уголь, но носит множество пышных титулов: "король "камней", "красивейший цветок света", "сгус­тившийся свет солнца, охлаждённый временем".

На языках народов мира, знакомых с алмазом, его имя звучит по-разному, но отражает главную особенность камня: несокрушимый, неодолимый, победитель металлов. Он действительно наиболее твёрдый из известных нам минералов и обладает несо­мненными достоинствами: прозрачностью, сильным блеском, вели­колепной цветовой игрой - все краски радуги прячутся под его холодной прозрачной поверхностью.

В глубь веков уходит дата открытия первого месторождения в Индии. Со временем месторождения сверкающего алмаза множи­лись - Бразилия, Южная Африка, Намибия, Конго, Венесуэла, Калимантан…

Ювелирные, то есть пригодные для огранки, алмазы не всегда безукоризненно чисты и прозрачны. Самые редкие среди них бесцветные, идеально прозрачные, чуть-чуть голубоватые, лишённые трещин и включений. О таких алмазах говорят, что они чистой воды. Основная масса ограночных алмазов окрашена - слабо или интенсивно - в желтый, розовый, голубой, зелёный цвета. Из окрашенных камней особо славится серо-стальной с ос­трым блеском и исключительной "игрой" алмаз, удостоенный собственного имени - тиффаниит.

Алмаз не всегда был королем камней. Лишь изобретение в ХV веке бриллиантовой огранки голландцем Людвигом ван Беркемом вызволило таившуюся в нём феерию красок, бликов.

Бриллиант - дитя мастерства и математики. Самым опытным мастерам доверяют разметку кристаллов. Нужно не только убрать из камня трещинки, пятнышки, помутнения, но и точно рассчи­тать и наметить будущие грани. Если мастер ошибётся, алмаз не станет бриллиантом.

Первые бриллианты были скромно сияющими звездочками с десятком граней. Нынешние "короли камней" украшены доброй сотней граней. И это не предел. Поиск совершенства продолжа­ется.

В основе классических- типов огранки алмазов лежит вось­мигранник. А инженер Максимо-Эльбе решил пересчитать оптиче­ские свойства алмаза, взяв за основу несимметричную площадку будущего бриллианта с девятью, одиннадцатью и т.д. гранями. Результат превзошел ожидания: "непарный" бриллиант, или "импариант", оказался очень эффектным, ярким, праздничным. Дело в том, что в простом бриллианте отражённый лучик света выхо­дит через одну грань, а в "импарианте" - через две, и перели­вающаяся цветовая радуга поучается гораздо шире и ярче.

При первичной обработке ювелирных алмазов - обкалывании - всегда велики отходы, остается много крошек и пластинок не­правильной формы. Мелкие крошки гранит пирамидкой - "розой". Из общей массы сырья весом в один карат, а это всего 0,2 грам­ма получается около трёхсот сверкающих капелек-"розочек". Их используют как бордюр для обрамления крупных камней. А вот пластинкам из "отходов" раньше не находили достойного приме­нения. Но было так до поры до времени.

В 60-х годах появились сообщения о завершении тринадцатилетних поисков нового типа, огранки, получившего имя "принцесса". Плоскую пластинку алмаза с лицевой стороны шли­фуют и полируют, а с "изнанки" рассекают У-образными канав­ками. Эффект такой огранки поразителен! Ослепительные: цветовые волны заливают поверхность камня при малейшем повороте.

"Принцесса" обладает массой и других несомненных преиму­ществ - требует небольшого расхода сырья, позволяет нам бо­лее полно использовать алмазные отходы и, что самое важное, дает возможность стандартизировать производство бриллиантов любой формы и размера.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1.Реферат (от лат.referre – докладывать, сообщать) – краткое, чаще всего письменное, изложение научной работы – статьи или книги (или нескольких научных работ).

Реферат дает ответ на вопрос, что нового, существенного содержится в первичном документе, и передает, излагает основное содержание документа, новую проблемную информацию, содержащуюся в нем.

2.Виды рефератов. Различают рефераты репродуктивные и продуктивные. Репродуктивные рефераты воспроизводят содержание первичного текста. Продуктивные рефераты предполагают критическое или творческое переосмысление литературы. Репродуктивные рефераты по полноте изложения информации делятся на информативные (рефераты-конспекты) и индикативные (рефераты-резюме). Продуктивные рефераты делятся на рефераты-доклады и обзорные рефераты.

Информативный реферат (или реферат-конспект) содержит в обобщенном виде все основные положения первичного текста, сведения о методах исследования, о полученных результатах и возможностях их применения. Индикативный реферат (или реферат-резюме) содержит лишь те основные положения, которые тесно связаны с темой реферируемого документа, все второстепенное для данной темы опускается. Обзорный реферат составляется по нескольким документам на одну тему, дает сопоставление разных точек зрения по конкретному вопросу. Реферат-доклад дает анализ информации, приведенной в первоисточниках и объективную оценку состояния проблемы.

Издаются специальные реферативные журналы, которые содержат в основном информативные рефераты и знакомят с новейшей литературой в различных областях научных знаний.

Таблица

Рефераты

репродуктивные продуктивные

информативный индикативный зорный реферат реферат-доклад

(реферат-конспект) (реферат-резюме)

Издаются специальные реферативные журналы, которые содержат в основном информативные рефераты и знакомят с новейшей литературой в различных областях научных знаний.

3. Структура и содержание информативного реферата. Языковые конструкции-клише, используемые при составлении реферата.

Смысловые части реферата	Содержание частей реферата	Используемые языковые конструкции (лексические клише)
I. Вводная часть (заголовочная)	Фамилия и инициалы автора (авторов); название работы (книги, статьи); выходные данные (название работы, место издания, год издания, количество страниц; для статьи: название журнала, год издания, номер журнала, страницы).	Автор книги (статьи) - … Книга (статья) называется (носит название, заглавие; озаглавлена)…, опубликована в….
II.Собственно реферативная часть. 1.Вступление. Композиция реферируемой работы	Выделение частей работы.	Статья состоит из…, делится на…, начинается с…, кончается (чем?)… В статье (книге) можно выделить (могут быть выделены) части…
Проблематика и основные положения работы (или ее части)	Формулировка темы (проблемы) первичного текста, которая, как правило, отражена в названии текста (статьи, книги); начало собственно реферативной части должно быть обобщающим и одновременно содержащим указания на новую информацию.	Книга (статья) посвящена теме (проблеме, вопросу)… Статья (книга) представляет собой анализ (обзор, описание, обобщение, изложение)… Автор книги (статьи) ставит (рассматривает, освещает, поднимает, затрагивает) следующие вопросы (проблемы)…, особо останавливается (на чем?)…, показывает значение (чего?)…, раскрывает сущность (чего?)…, обращает особое внимание (на что?)…, уделяет внимание (чему?)…, касается следующих вопросов… В статье (книге; в этой части книги, статьи) рассматривается (что?)…, анализируется (что?)…, дается анализ (обзор, обобщение, описание, изложение) (чего?)…, раскрывается (освещается) вопрос…, обобщается (что?)…, отмечается важность (чего?)… В статье (книге) показано (выявлено, уточнено) (что?)…
2.Основная часть. Аргументация основных положений работы	Компрессия научной информации, направленная на то, чтобы выявить и выбрать из содержания первичного документа наиболее существенную, новую информацию и представить ее в новой краткой форме в соответствии с постановленной целью по принципу «минимум знаков – максимум информации».	Автор приводит примеры (факты, цифры, данные), иллюстрирующие это положение…, иллюстрирует сказанное примерами…, подтверждает (доказывает, аргументирует) свою точку зрения примерами (иллюстрациями, конкретными данными)… В подтверждение своей точки зрения автор приводит доказательства (аргументы, ряд доказательств, ряд аргументов, примеры, иллюстрации, конкретные данные, результаты наблюдений)… Для доказательства своих положений автор описывает эксперимент… В ходе эксперимента автор использовал (привлекал)….
III. Заключительная часть.	Выводы, заключения автора (авторов).	Выполненные исследования показывают … Приведенные наблюдения (полученные данные) приводят к выводу (позволяют сделать вывод)…, из сказанного можно сделать вывод… Анализ выполненных исследований свидетельствует…. На основании приведенных наблюдений (полученных данных, анализа результатов) был сделан вывод (можно сделать заключение, автор приходит к выводу)….

4. На основе реферата, который предполагает полное и вместе с тем краткое письменное воспроизведение содержания исходного текста (статьи, книги), можно подготовить реферат-доклад. Он позволяет информировать слушателей о новых книгах, статьях, о тех проблемах, которые в них освещаются, об особенностях исследований, проводимых в той или иной области науки. Реферат-доклад, как и информативный реферат, предполагает прежде всего воспроизведение содержания научного (учебного, научно-популярного) текста.

5. Структура устного выступления.

Цель	Приемы	Примеры
1.Установить контакт со слушателями.	Риторические вопросы. Прямые обращения к слушателям. Использование обобщенных форм выражения совместных действий.	Какова же цель..? Обратите внимание… Как вы знаете (помните, догадываетесь).. Это нам известно..
2.Облегчить восприятие сообщения.	Специальное выделение частей сообщения. Повторы. Приведение примеров. Четкое обозначение переходов к новой теме, новой части. Употребление структурно несложных предложений.	Во-первых..; далее..; наконец..; приведем (приведу) только один пример…; обратим внимание, повторим… А теперь рассмотрим…; перейдем к..
3.Заинтересовать слушателя, обратить внимание на что-либо.	Выделение интересного с помощью специальной лексики, вводных слов, частиц. Риторические вопросы, восклицания. Инверсия.	Анализируется удивительное явление; оказывается, это не так.. Книга эта..; а ведь это так просто!..; что же здесь необычного?..
4.Подчеркнуть главное, важное, существенное.	Использование конструкций со значением следствия, итога. Прямые обращения к слушателям.	Следовательно..; главный вывод, к которому приводит нас автор..; итак..; подведем итоги..; сделаем (предварительные) выводы..; обратите на это особое внимание..; это очень важно для..
5.Выразить личную заинтересованность в содержании сообщения.	Определенно-личные конструкции. Вводные конструкции, выражающие отношение говорящего к сообщению. Выражения, характеризующие авторскую манеру перехода от одной мысли к другой.	Хочу сказать вам…; по моему мнению (глубокому убеждению)..; как представляется..; полностью разделяю точку зрения..; видите ли..; по крайней мере..; в связи с этим я полагаю…

Основная литература

3 [55-95]; 4 [93-99]; 7 [164-169]; 8 [264-267]; 9 [397-402]; 10 [99-100]; 13 [81-83]; 14 [226-228].

Дополнительная литература

20 [24-36]; 26 [42-43].

Контрольные вопросы

1. В чем состоит функциональное назначение реферата?

2. Какие виды рефератов вы знаете?

3. Какова структура реферата?

4. Что такое реферат-доклад?

5. Какова структура устного выступления?